一种加载超材料吸波体的新型二面角反射器的设计

针对传统角反射器的性能强烈依赖于入射波长、难以对抗变频雷达的探测这一问题，设计了一种加载超材料吸波体的新型角反射器,在8 GHz、11.5 GHz以及12 GHz这3个频点,产生近似相同的后向雷达散射截面，并对该角反射器的性能进行测试验证,结果表明：加载超材料吸波体后,在11.5 GHz频点,其中心RCS值下降约2 dBsm；在12 GHz频点,其中心RCS值下降约3.6 dBsm,在8 GHz频点,其RCS值与普通角反射器一致,两者的RCS曲线无明显差别。该新型角反射器性能满足设计要求,为有效对抗X波段(8~12 GHz)变频雷达对角反射器假目标的探测与识别尝试了新的途径。     

典型隐身飞机动态RCS时间序列研究

定义和推导了目标机体坐标系与地面雷达坐标系之间的坐标转换关系式,得到了雷达视线在目标坐标系中的方位角和高低角.通过软件FEKO对典型隐身飞机目标F-22进行建模,计算得到了目标全空域的静态RCS值,并利用Matlab仿真分析了动态目标的RCS特性变化.仿真结果表明:不同飞行高度以及不同的航路捷径均可以影响机动目标的RCS序列,且当目标作适当的俯仰机动后,可以减小目标RCS值,给隐身飞机设计飞行航线模拟主动进攻提供仿真依据.     

角反射器表面粗糙度对单站RCS的影响

研究了角反射器表面粗糙度对其雷达散射截面的影响.角反射器的粗糙表面由随机高斯面模拟,散射计算采用全波数值算法完成.计算结果与实测数据吻合,对实验数据进行了解释,验证了计算模型.通过多组计算结果得出结论,随着粗糙面均方根高度的增加和相关长度的减小,角反射器的非主散射区雷达横截面(RCS)均值提高,到达一定数值后角反射器的主散射区RCS也将受到显著影响.研究结论对角反射器用于RCS标定具有重要应用意义.     

弹道中段进动目标动态RCS仿真研究

为计算弹道中段进动锥体目标的动态RCS,根据中段弹道目标的运动学特性,利用椭圆弹道理论仿真计算出了中段弹道;同时根据导弹与雷达的空间几何关系,求得弹头实时视角值。然后利用高频区理论计算方法计算出弹道中段进动目标的实时RCS值。仿真结果与理论分析相比较,证明了所提方法的有效性。     

一种X波段全向雷达角反射器阵列设计

基于圆形角反射器为阵列单元进行环形组阵,提出了一种X波段全向雷达角反射器阵列的可行性设计方案。为了减少该全向角反射器阵列的径向空间占用率,采用了上下两层环形阵组阵且将两层环形阵相邻单元等角度间隔交错布置的方式。在理论综合与方案优选的基础上,进行了三维电磁软件仿真设计与分析。仿真结果表明,所设计的雷达角反射器阵列的方位面全向性优良且在X波段雷达散射截面(RCS)均大于2000m~2,可满足实际工程使用需求。     

介质涂复旋转体雷达散射截面的数值计算方案

该文提出一种计算介质涂复旋转体雷达散射截面(RCS)的数值计算方案。RCS是通过矩量法求解进一步减少未知数的表面积分方程得到。与原始的表面积分方程相比,这种方案明显节省了计算机内存和CPU时间。因为对RCS计算,这里仅需确定在最外层表面上的表面流。     

基于动态RCS模型的天波雷达发现概率计算方法

针对现有方法影响因素考虑不全导致计算结果与实际情况有较大偏差的问题,提出了一种改进的天波雷达飞机目标发现概率计算方法。归纳了不同电离层状态对天波雷达探测距离的影响。考虑目标在给定航路飞行过程中的雷达截面积随姿态变化,建立了目标动态雷达截面积计算模型。在此基础上,利用瞬时发现概率模型和综合发现概率模型求得天波雷达飞机目标发现概率。实例计算结果表明:电离层Es全遮蔽状态导致目标发现概率下降了0.273,不同航路和飞行姿态条件下目标发现概率差异较大,最大差值达0.253。     

飞行目标的抖动及雷达散射截面计算

利用C-R样条对目标体进行几何建模,应用物理光学法与等效电磁流法计算目标面元及棱边的电磁散射。目标在空中的姿态及轨迹由动力学和运动学方程确定。提出将抖动模型应用于飞行目标雷达散射截面(RCS)计算,随机抖动的影响归结为在飞行坐标系中目标的俯仰角和方位角的变化,计算出不同时刻不同姿态下目标的RCS,并给出计算结果。该方法对运动目标RCS、隐身与反隐身技术及仿真技术的研究,具有重要的实用价值。     

等离子体包覆目标的RCS计算

采用直接FDTD方法对雷达波在等离子体包覆目标附近的总场和散射场分布进行了仿真。通过远-近场变换计算了远场电场和不同等离子体分布情况下的目标雷达散射截面RCS值。仿真结果表明,采用等离子包覆的方法可以有效地降低目标的RCS值。等离子体密度和厚度对目标RCS的影响较大,等离子体碰撞频率对目标RCS有一定的影响。     

运动特征对飞机动态RCS分布特性的影响分析

为了研究不同航路捷径和高度对飞机动态RCS的影响,并能找到描述其分布特性的通用起伏模型,对飞机动态RCS进行了统计分析。首先采用准静态法仿真计算了飞机在不同航路捷径和不同高度时的动态RCS,分析了运动特征对飞机动态RCS的影响;其次用3种经典起伏模型对动态RCS拟合建模,并通过Kolmogorov-Smirnov检验比较了统计建模结果的差异,得出对数正态分布在描述动态RCS起伏特性方面具有通用性的结论。研究成果对于非合作目标的预警探测有重要意义,为雷达总体性能的提升提供理论依据。     

双隐身飞机自卫相干干扰对单脉冲雷达影响

针对单脉冲雷达检测跟踪协同自卫干扰状态的双隐身飞机编队时,角度跟踪与检测性能难以合理性评价问题,提出了一种基于侧双机编队盘旋航迹的隐身飞机协同自卫相干干扰模型.经过编队即时姿态分析,求解编队视线姿态角.结合静态全空域双机的雷达散射截面（RCS）数据库获取编队动态RCS序列,利用目标回波信号与相干干扰共同作用下单脉冲雷达角跟踪与检测机理,结合相应联合信干比分析模型,比较研究了隐身编队在常态飞行与协同自卫相干干扰状态下雷达角度的即时误差与瞬时检测概率的动态变化.仿真结果表明:编队自卫相干干扰能够有效使单脉冲雷达角度诱骗0.26°并使雷达检测性能下降34.97%,有效降低编队航程下失损率.      

外形修形对球面收敛矢量喷管RCS的影响

航空发动机是飞行器后向电磁散射的主要贡献源,对其采用雷达散射截面积缩减措施能够有效地提升飞行器后向隐身性能。球面收敛矢量喷管能够满足新一代战斗机对于机动性和隐身性的综合需求。基于迭代物理光学法,研究了对喷管扩张段进行不同角度斜切、修齿后球面收敛矢量喷管的后向雷达散射截面积分布。研究结果表明：斜切在俯仰平面上的RCS缩减能力较强,斜切角度为30°具有最佳的RCS缩减效果;修齿修形能够在两个探测面均体现较好的RCS缩减能力,发动机出口齿角为100°时具有最佳的RCS缩减效果;对航空发动机进行外形修形需要在飞机设计阶段进行综合考虑。     

基于干涉合成孔径雷达测高原理的雷达散射截面测试杂波抑制方法

针对近场扫描体制电磁散射测量中的杂波抑制问题,提出了一种基于干涉合成孔径雷达测高原理的高度向滤波方法.该方法首先通过在不同高度下的天线两次直线扫描,得到目标的两幅雷达二维像;从雷达图像中提取散射中心的幅相数据后,再利用两次测量得到的散射中心相位差并结合扫描天线高度信息,解算得到该散射中心的高度;根据被测目标的高度范围,设置高度向滤波器,滤除目标高度区以外的散射源杂波;滤波后可以重构得到目标的雷达散射截面,实现抑制杂波、提高测量精度的效果.仿真结果表明,使用该方法处理后目标RCS均值误差小于1 dB.从试验结果来看,使用该方法可从与目标散射量值接近的强杂波背景环境中准确提取目标散射中心.      

双隐身飞机相干干扰对单脉冲雷达影响及影响有效性研究

针对当前关于双隐身飞机编队相干干扰对单脉冲雷达具体影响分析不足及误差有效性缺乏合理评价的问题,考虑双机回波相位差的随机性特点,建立了双隐身飞机相干干扰模型和角度误差评价模型. 设定双机突防运动场景,提取双机动态RCS,推导回波作用下的双机相干干扰引起的随机性角度误差计算式,求解随机性角度误差的一阶数字特征,并根据脱靶距离建立了角度误差有效性影响评价准则,解算角度误差的有效影响概率. 仿真表明:双隐身飞机相干干扰产生的角度误差均值较大,随机起伏性较弱,干扰效果较好,且误差对雷达影响有效概率较大,保证了编队突防安全性.      

基于DIS协议的地面警戒雷达仿真

研究C^3I系统仿真中警戒雷达仿真问题．运用雷达量测原理和机动目标跟踪理论，建立地面警戒雷达的功能模型．提出用集合等价划分方法对空中运动目标分批、合批处理的仿真模型．在该模型中，用以目标RCS(radar cross-section)作为权值的加权几何平均法计算合批目标的位置，用各分目标的RCS之和作为合批目标RCS．给出模型在基于DIS(distributed interactive simulation)协议的分布式作战仿真系统中的实现方法．仿真结果表明，模型合理，满足C^3I系统测试要求．     

火焰稳定器外环修形对发动机排气系统雷达散射特性的影响

为了缩减航空发动机排气系统的RCS,设计了两种火焰稳定器外环修形结构,利用高频计算方法弹跳射线法获取了火焰稳定器外环修形对发动机排气系统在X波段10GHz频点下雷达散射特性的影响。结果表明：(1)修形结构改变了照射在火焰稳定器外环的雷达波的散射方向,降低了火焰稳定器外环的热点强度,消除了火焰稳定器外环的角反射器特征。(2)在水平探测面-26°～-16°与16°～26°范围内,火焰稳定器外环修形对排气系统的RCS具有明显的缩减效果,减小修形角度,会提升对排气系统RCS的缩减效果。(3)随着俯仰角的增加,火焰稳定器外环修形对发动机排气系统的RCS缩减效果有所提升,对排气系统水平极化与垂直极化RCS均值的缩减效果最大可达27.5%与37.4%。     

一种改进的图形电磁计算(GRECO)多次散射计算方法

雷达目标中存在着大量的二面角结构,而二面角多次散射的贡献是目标远场雷达散射截面积的重要组成部分.针对传统图形电磁计算(graphical electromagnetic computing,GRECO)法中的缺陷,使用几何光学(geometry optics,GO)和物理光学(physics optics,PO)的混合方法完成目标多次散射计算,并提出一种基于最小夹角法的自适应步长搜索算法,对符合多次散射条件像素对的搜索进行了优化.使用该算法计算典型二面角模型和组合模型的远场雷达散射截面积,计算结果准确可信.该方法对目标隐身与反隐身研究以及目标自动识别具有良好的工程应用价值.     

复杂飞行器RCS快速预估的方法

对整机雷达散射截面(RCS)进行快速预估分析.将军用飞行器散射总场分成两部分进行估算,对于机体表面单元散射场贡献采用电磁场的高频模拟计算方法即物理光学算法(PO),对于机体外延及面相交部所形成的棱边绕射场贡献采用改进的等效电磁流(IMEC)算法分析.为了验证该算法的有效性,完成了对两种飞行器目标模型RCS的模拟计算.模拟结果与暗室实测结果对比,表明该算法可以满足工程估算要求.